PAU Química 2013 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 3

3. El magnesi és un element metàŀlic que forma part de molts aliatges, però no es troba pur a la naturalesa. Es pot obtenir a partir d’alguna de les seves sals emprant una ceŀla elec- trolítica. a) Escriviu les semireaccions que es produeixen en cada elèctrode, i la reacció global, quan es duu a terme l’electròlisi de clorur de magnesi fos, i indiqueu el nom i la pola- ritat dels elèctrodes. [1 punt] b) Justifiqueu per què cal fer el procés d’obtenció de magnesi en una ceŀla electrolítica i no en una ceŀla galvànica (pila). Si per la ceŀla electrolítica de clorur de magnesi fos hi circula una intensitat de corrent de 5,0 A, quantes hores han de transcórrer per a aconseguir 100 g de magnesi? [1 punt] Dades: Massa atòmica relativa: Mg = 24,3 Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C mol–1 Potencial estàndard de reducció, a 298 K: E°(Cl2/Cl–) = +1,36 V; E°(Mg2+/Mg) = −2,38 V

a) Formulació: MgCl2 (clorur de magnesi) [– 0,5 p si no formula bé] ƒ No és obligatori formular el clorur de magnesi però si es formula malament es penalitza 0,5 p. Semireaccions en l’electròlisi de MgCl2 fos: Mg2+ + 2 e- → Mg 2 Cl- → Cl2 + 2 e- [0,4 p] Reacció global del procés: sumem les dues semireaccions MgCl2 → Mg + Cl2 ( també és correcte: Mg2+ + 2 Cl- → Mg + Cl2 ) [0,2 p] Nom i polaritat: Càtode: polaritat negativa (-) Ànode: polaritat positiva (+) [0,4 p] b) El procés d’obtenció de magnesi cal fer-ho en una cel·la electrolítica i no en una cel·la galvànica (pila) perquè la reacció redox no és espontània. [0,2 p] Justificació: [0,2 p] Raonament 1 El potencial de la substància que s’ha de reduir és més petit que la substància que s’ha d’oxidar: E(Mg2+/Mg) < E(Cl2 / Cl-) Raonament 2 Calculem el potencial de pila de la reacció redox que volem fer: si surt negatiu NO es pot dur a terme en una pila (i sí en una cel·la electrolítica). E = ECATODE - EANODE = E(Mg2+/Mg) - E(Cl2 / Cl-) E […]